甜菜(學名:Beta vulgaris L.),又名紅菜頭、紫蘿卜、菜、紫菜頭,是藜科甜菜屬的二年生草本植物,也是一種糖料作物。
世界甜菜種植主要分布在北半球的北美洲和歐洲的國家,少量分布在亞洲等地,甜菜作為糖料作物栽培始于18世紀后半葉,至今有200年左右歷史。世界甜菜種植面積約占糖料作物的48%,僅次于甘蔗而居第2位,分布在北緯65°到南緯45°之間的冷涼地區。中國甜菜種植主要集中在北緯40度以北的華北、東北和西北等區域,它們對水土條件要求不苛,從海拔數米的沿海至2500米的高山,從年降雨量170到1000毫米的地區都有分布。甜菜起源于野生種,其根近球形并肥厚,與葉脈一起呈現紫紅色,莖直立且多少有分支。
甜菜的根與葉可飼喂牲畜、制糖以及供蔬菜用。甜菜廣為栽培,變異很大,被分為若干亞種、變種和變型,主要有厚皮菜、糖蘿卜(甜菜)、紅菜頭和飼用甜菜。
歷史演化
甜菜為一古老作物,屬于藜科,據考證藜[lí]科的起源地為南半球。野生甜菜的原始類型是在白堊紀從南半球的藜屬(Chenopodium L.)分化出來的。甜菜屬野生種的形成過程發生在第三紀末或第四紀的地中海沿岸和阿爾卑斯山脈區。
野生甜菜是栽培甜菜的祖先,蘇聯П.В.卡爾平科認為糖甜菜由起源于地中海沿岸的野生種演變而來。經長時期人工選擇,到公元4世紀已出現白甜菜和根甜菜。關于栽培甜菜的起源有兩種說法。第一種說法是在公元前2000到1000年,在巴比倫和亞述,開始栽種甜菜。公元前1000年前,腓尼基和希臘人將莙荙菜,從敘利亞和巴比倫帶至歐洲南部(西西里和希臘),后又傳播至羅馬、西班牙、法國、瑞典和其他國家。另一說法認為,在公元前2000年,在地中海諸島上開始栽種甜菜,公元前5到6世紀,分別在羅馬帝國和希臘開始栽培根用甜菜。
1774年德國化學家馬格拉夫在甜菜根中發現了化學成分類似蔗糖的含糖物質,他的學生哈爾德通過研究選出了含糖量最高的甜菜品種。1802年在德國庫萊爾建立了糖廠,開始發展甜菜制糖產業。1811年拿破侖·波拿巴發現這一新興產業,推動了甜菜事業的發展。甜菜在中國栽培時間較短,1906年自德國引入種子試種,1909年中國建立了第一座甜菜糖廠(黑龍江省阿城糖廠),后又在遼寧省、吉林省、山西省和山東省試種。
形態特征
甜菜的根呈圓錐狀至紡錘狀,肥大多汁,呈紅色或白色等。莖直立,高近一米,有分枝,具條棱及色條。
甜菜葉微帶紫色,基生葉長卵形,長20~30厘米,寬10~15厘米,具長葉柄,上面皺縮不平,略有光澤,下面有粗壯凸出的紫紅色葉脈,全緣或略呈波狀,先端鈍,基部楔形、截形或略呈心形;葉柄粗壯,下面凸,上面平或具槽;甜菜的莖生葉為互生,較小,卵形或披針狀矩圓形,先端漸尖,基部漸狹入短柄。甜菜花為穗狀花序,通常3~5朵聚生成一簇,每一簇花內有一朵主花,2~3朵副花。花較小,呈黃綠色,雄蕊五枚,雌蕊一枚,有苞穗狀花序,果時花被基底部彼此合生;花被裂片條形或狹矩圓形,果時變為革質并向內拱曲。胞果下部陷在硬化的花被內,上部稍肉質。種子雙凸鏡形,直徑2~3毫米,紅褐色,有光澤;胚環形,蒼白色;胚乳粉狀,白色。
甜菜種株是無限花序,邊開花邊向上生長,整個植株開花的順序是:主莖及其最上部的分枝先開;分枝和側枝則依次由上而下開花。每一枝條上的花朵開放順序,均由下而上,由內而外逐漸向四周外緣推移。
物種分布
甜菜屬于藜科,藜科的起源地為南半球的大陸與島嶼,原產于歐洲西部和南部沿海,在世界上占地面積遼闊,自東南延伸至西北,包括印度、中亞、前亞細亞、地中海以及非洲和歐洲的大西洋沿岸地帶。甜菜在中國廣泛種植于北部的干旱和半干旱地區,即北緯40°以北的東北、華北和西北。
生長習性
甜菜對水土條件要求不高,適合在灌水便利、土層深厚、土壤肥沃、質地疏松的壤土、砂壤土或腐殖質土、微堿性或中性土壤中生長,它們耐旱、耐寒、耐鹽、堿,主產區有黑龍江省、吉林省、內蒙古自治區、新疆、山西省等省,在南部高寒山地也有種植。甜菜喜歡陰涼氣候,抗寒能力強但抗熱能力差,其種子發芽適溫為6-8℃,生長最適溫度為15-25℃;晝暖夜涼、溫差較大的地區有利于葉的肥大生長和根中糖分的積累。同時,甜菜為喜光、長日照作物,光照不足會影響產量和含糖量,光照時數不足14小時不能正常抽薹開花;飼用甜菜需水較多,喜富含有機質且排水良好的土壤,在酸性土壤中發芽困難且生長受阻。一般用播種、扦插和壓條等方法繁殖。對酸性土壤敏感,適合種植甜菜的土壤pH值為7.5~8.5。甜菜是適應性廣、抗逆性強的作物,從海拔數米的沿海至2500米的高山,從年降雨量170到1000毫米的地區都有分布。
繁殖方式
自然繁殖
甜菜花的花期在5~6月,果期為7月份。甜菜的天然雜交率很高,可達90%~100%。甜菜花開放過程中甜菜花的泌腺環在開花的3~5小時內膨脹,壓迫花萼張開,并分泌出芳香的花蜜即三丙胺氣味,花藥開裂到散粉完畢僅需要半小時,在溫度高濕度低情況下,開花后花藥迅速干、脫落,此過程可依托風力傳播花粉。在一般情況下,上午10時左右大量散發花粉并放出三丙胺,因此還可以通過昆蟲授粉。
人工培育
普通栽培
甜菜以人工栽培為主。開花高峰期的時間較短,因此為提高雜交授粉結實率,雜交去雄工作宜在種株始花期8~10天進行。甜菜去雄的時間可在雜交組合授粉前1~2天,選取中上部分枝處正在開花的鄰近花簇,將已開放花朵去掉,且每一花簇只留主花。甜菜一日開花的高峰期上午8時,主花多集中在此時開放,且此時已去雄的花朵開放的可能性大,利于授粉,因此每日授粉時間以上午8~10時為宜。主莖到中上部分枝的花朵先開,花朵較大,發育良好,有利于雜交,可獲得品質好的大粒種球。
可以通過保證氮磷鉀及微量元素的均衡供給以及選用高效、低毒、低殘留藥劑,獲得高糖高產甜菜,灌溉也是保持甜菜高產的重要方法,但過度灌溉會導致土地鹽堿化。
水培
水培是一種新型的植物無土栽培方式,又名營養液培,其核心是將植物的根系直接浸潤于營養液中,這種營養液能替代土壤,向植物提供水分、養分、氧氣等生長因子,使植物能夠正常生長。
經濟價值
甜菜在中國是僅次于甘蔗的糖料作物,是“三北”地區較好的經濟作物,也是未來具有較大發展潛力的能源作物,甜菜糖的產量約占世界食糖總產量的四分之一。甜菜生產在國民經濟中占有重要地位,除用于制糖之外,飼用甜菜的根和莖葉是奶牛、育肥牛、羊、豬、家禽等的良好多汁飼料,具有塊根產量高、飼喂價值高、可防止家畜多種疾病、種植方便、經濟效益顯著等特點,可達到一舉多得的效果,是一種營養價值和利用價值都較高的新型多汁飼料作物,將對推動現代畜牧業發展起到積極的促進作用。制糖后的殘渣甜菜粕可做飼料、出口換取外匯以及制成粘膠纖維。
參考資料 >
甜菜.植物科學數據中心.2022-09-22
甜菜 Beta vulgaris L.中國植物物種信息數據庫.2022-11-10